吳  迪1，劉若溪2

　　(1.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京，100085；2.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司電力科學(xué)研究院，北京100075)

　　摘  要： 10 kV戶外封閉型噴射式熔斷器是一種用于變壓器高壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)裝置，其最初在日本被廣泛使用，近年來(lái)被引進(jìn)國(guó)內(nèi)。由于其結(jié)構(gòu)封閉，受外力異物或鳥(niǎo)害等因素影響的可能性較低，因此被部分城市配電網(wǎng)建設(shè)工程所采用。但由于我國(guó)缺少其相應(yīng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此有必要及時(shí)總結(jié)此類(lèi)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行信息，特別是其故障情況，為其日常使用和運(yùn)維提供技術(shù)參考。本文針對(duì)一起發(fā)生在北京電網(wǎng)的10 kV戶外封閉型噴射式熔斷器故障，從熔斷器結(jié)構(gòu)角度深入分析了故障發(fā)生的原因，并給出了避免此類(lèi)事故再次發(fā)生的建議，所得結(jié)論對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造、施工安裝和日常運(yùn)維具有一定的參考價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞： 封閉型；噴射式熔斷器；配網(wǎng)；故障分析

　　0 引言

　　10 kV戶外封閉型噴射式熔斷器是一種用于變壓器高壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)裝置，其最初在日本被廣泛使用，近年來(lái)被引進(jìn)中國(guó)。由于其結(jié)構(gòu)封閉，受外力異物或鳥(niǎo)害等因素影響的可能性較低，因此被部分城市配電網(wǎng)建設(shè)工程所采用。但由于我國(guó)缺少其相應(yīng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此有必要及時(shí)總結(jié)此類(lèi)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行信息，特別是其故障情況，為其日常使用和運(yùn)維提供技術(shù)參考。

1 故障熔斷器基本情況

　　熔斷器由上出口引線、本體瓷套、安裝抱箍、下出口引線、下部密封罩、密封蓋、密封蓋軟繩等部分組成，故障熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　故障熔斷器外觀如圖2和圖3所示。由圖2和圖3可見(jiàn)熔斷器上端炸碎，2片傘群已經(jīng)損壞嚴(yán)重，上部電極有明顯燒蝕痕跡。

2  故障原因分析

　　從故障現(xiàn)象推斷，故障的可能原因?yàn)槿劢z筒與上部電極接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻過(guò)大，最終燒毀熔斷器，本節(jié)重點(diǎn)分析導(dǎo)致接觸不良的可能原因。

　　2.1  熔斷器動(dòng)作原理

　　正常狀態(tài)下，熔絲引線拉緊后需纏繞在下部電極的螺栓上，如圖4所示。

　　此時(shí)熔絲筒所受的力包括熔絲筒自身重力、上部電極內(nèi)彈簧彈力、熔絲筒彈簧彈力、上部電極對(duì)熔絲筒保持力以及熔絲引線與下部電極螺栓連接部位的拉力，具體情況見(jiàn)圖5。

　　當(dāng)熔絲熔斷時(shí)，熔絲引線拉力消失，熔絲筒在自身重力、上部電極內(nèi)彈簧彈力和熔絲筒彈簧彈力的共同作用下，克服上部電極對(duì)熔絲筒的保持力，將熔絲筒上部與上部電極分離，進(jìn)而斷開(kāi)電流通路，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。圖6為熔絲筒動(dòng)作前后示意圖。

　　2.2  故障過(guò)程推理

　　從故障現(xiàn)象可見(jiàn)，放電部位為熔斷器上部電極與熔絲管的接觸部位，結(jié)合2.1節(jié)熔斷器動(dòng)作原理，推測(cè)此次故障的主要原因?yàn)槿劢z引線與下部電極螺栓連接松動(dòng)導(dǎo)致熔絲管向下位移，致使上部電極與熔絲筒上部連接處接觸電阻增大，在工頻電流作用下產(chǎn)生電弧，進(jìn)而燒毀設(shè)備。具體推理過(guò)程如下。

　?。?）受力分析

　　當(dāng)熔絲引線與下部電極螺栓連接松動(dòng)時(shí)，上部電極內(nèi)彈簧彈力約為3 g（N），熔絲筒彈簧彈力約為2 g（N），上部電極對(duì)熔絲筒保持力約為1 g（N），在不計(jì)算熔絲筒自身重力的條件下，電極內(nèi)彈簧彈力與熔絲筒彈簧彈力之和已經(jīng)大于了上部電極對(duì)熔絲筒保持力，因此當(dāng)熔絲引線與下部電極螺栓連接松動(dòng)時(shí)，熔絲筒向下位移是可能發(fā)生的。

　?。?）狀態(tài)模擬

　　在熔絲引線與下部電極螺栓連接松動(dòng)的情況下，熔絲筒將向下位移直至熔絲引線重新拉緊為止，此時(shí)如果上部電極與熔絲筒上部仍處于接觸狀態(tài)，則接觸電阻必然增大。極端情況下（熔絲筒向下位移35 mm），熔絲筒與上電極正好處于如圖7所示狀態(tài)，則兩者表面將會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的工頻電弧。

3 結(jié)論和建議

　　通過(guò)對(duì)此次故障的分析可以得出如下結(jié)論：

　?。?）如果施工安裝時(shí)熔絲引線與下部電極螺栓壓接不緊，出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，勢(shì)必會(huì)造成熔絲管向下位移，如果在上電極與熔絲管上部連接處出現(xiàn)接觸電阻過(guò)大的情況，則極有可能導(dǎo)致接觸處過(guò)熱熔斷，進(jìn)而產(chǎn)生事故。

　?。?）因熔斷器為封閉式，無(wú)法從外觀上判斷熔絲管引線與下部電極螺栓壓接情況，因此存在缺陷無(wú)法識(shí)別的問(wèn)題。

　　針對(duì)上述發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出如下建議：

　?。?）建議設(shè)備制造廠家改進(jìn)產(chǎn)品工藝質(zhì)量，采用限位固定措施，確保熔絲引線與下部電極螺栓連接，即使松動(dòng)時(shí)也不會(huì)發(fā)生熔絲管位移情況。

　?。?）建議設(shè)備運(yùn)維單位嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)噴射式熔斷器的現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)理工作，確保熔絲引線安裝正確到位，避免下電極螺栓固定不緊現(xiàn)象的出現(xiàn)。